铝电解生产中影响电流效率因素的研究
电解铝
百色职业学院材料工程技术专业毕业论文论文题目：铝电解电流效率的探讨学生姓名：凌娴学号：140682008030031指导教师：韦国贺专业：材料工程技术班级：08材料（2）班百色职业学院百色职业学院材料工程系毕业论文声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文，是本人在老师指导下，进行实践工作所完成的。
除文中已经注明引用的内容外，本论文的成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。
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本论文声明的法律责任由本人承担。
签名：年月日百色职业学院毕业论文铝电解电流效率的探讨［摘要］：电流效率是工业铝电解槽最重要的技术经济指标之一，因此高电流效率常被用来作为铝电解生产最佳化的准则，电解铝企业所进行的各种不同劳动都是为了一个共同的目的，即如何提高电流效率。
本文对维持铝电解正常生产的技术参数，结合优化现代工艺技术与控制技术探讨了生产实际中提高电流效率的技术措施，即采取“四低一高”，强化电流，并结合先进智能模糊控制技术和规范化作业使电流效率得到提高。
［关键词］：铝电解；电流效率；生产工艺；优化百色职业学院材料工程系毕业论文目录引言 ........................................................................................错误！未定义书签。
1概念 . (5)2影响因素 (5)2.1 电解温度 (5)2.2电解质成分 (5)2.2.1氧化铝浓度对电流效率的影响 (5)2.2.2添加剂对电流效率的影响 (5)2.2.3分子比对电流效率的影响 (6)2.3极距 (6)2.4两水平 (6)2. 5离子的放电 (6)2.5.2其他离子放电 (7)3提高电流效率的途径 (7)3.1降低电解温度 (7)3.2优选电解质成分 (7)3.3极距的优化选择 (7)3.4控制好两液水平 (7)3.5控制氧化铝的浓度 (8)3.6“四低一高”是提高电流效率的主要途径 (8)3.7强化电流强度，提高电流效率 (8)3.7.1阴极电流密度的变化在生产中有两种情况使得阴极电流密度发生变化 · 83.7.2阳极电流密度 (9)4结论 (9)参考文献 (10)百色职业学院材料工程系毕业论文引言随着科学技术的不断发展，电解铝的技术获得很大的提高。
电解铝 电流效率12-4-10
2.2.4关于最佳电解质组成问题。目前， 还不能找到一种普遍适用的电解质组成 。各大公司，各大铝厂，甚至同铝厂的 各个车间都有适合自己生产情况的电解 质组成。一般是在常规的电解质组成基 础上，按各厂的条件做若干调整，许多 铝厂对所用的电解质组成作为商业秘密 ，不予公开。
2.3. 预焙槽设计对电流密度的影响
欲获得准确的电流效率数据，必须对产 铝量能精确的确定，然而，准确及时地 测定电流效率的方法至今仍然还没有妥 善地确立。现今，测定电流效率的方法 有：CO2/CO 分析法，示踪原子法（含 控制电位库伦计法），氧平衡法（含质 谱仪法）和盘存法等。
3.1. CO2/CO 分析法 又称为皮尔逊—瓦丁顿法
本方法的依据是二次反应后铝被CO2 所氧 化，产生了CO，可按照测出的CO2/CO 比值求出瞬间的电流效率。1947 年为皮 尔逊—瓦丁顿（Pearson-Waddington）提 出，其公式为： CE(%) = 50%+1/2CO2% 式中CO2%为CO和CO2体积的百分比。 此种方法测量的误差有几个百分点，并 且为瞬时电流效率。
温度的提高会降低电解槽的电流效率确定无疑， 但温度提高对提高电解质的导电性能，并使阴极 炭块导电体的电阻降低，因此在相同槽压时，会 使极距增加，这也有利于电流效率的提高。 这意味着温度的降低不会永远使电解槽的电流效 率提高，只是对于一个电解温度偏高，降低电解 温度才会取得提高电流效率的良好效果。对于一 个运行良好的电解槽来说，降低温度，很可能使 电解槽处于过冷的状态，出现大量沉淀，槽膛不 规整，氧化铝溶解速度低，效应系数增加，铝液 面不稳定，铝损失增加。 因此，对于一个给定的电解槽来说，应该选择一 个最佳的电解温度。
第二节工业预焙槽上的电流效率问题
浅析400KA电解槽提高电流效率的几种途径
浅析400KA电解槽提高电流效率的几种途径摘要：在工业生产中，铝电解槽是一个重要的设备，用于生产铝材。
而解槽的作用就是将铝氧化物还原成金属铝。
然而，在这个过程中，会遇到电流效率不高的问题，导致直流电耗增加，生产成本上升。
因此，提高铝电解槽的电流效率具有重要意义。
本文主要分析400KA铝电解槽提高电流效率的几种途径，异形阴极的凸起结构可以增加聚焦效应，提高电流密度，从而增加电流效率。
新型阳极则可以通过排气通道将气体排出，降低气泡对阳极的影响，提高电流效率。
高导电铝芯复合阳极钢爪则可以提高阳极的导电性能，降低电阻，从而提高电流效率。
同时，钢爪保护环技术可以保护钢爪，防止钢爪氧化，延长使用寿命。
这些技术的应用可以发挥重要作用，提高铝电解槽的电流效率，降低生产成本，提高生产效益。
因此，应该重视各种关键技术的研发和应用，不断推进解槽技术的发展，推动工业生产的进步。
关键词：400KA；电解槽；电流效率引言：在电解厂中，提高电流效率是首要任务之一。
电流效率是指电解过程中所使用的电能与最终得到的产品之间的比率。
电解技术参数对电流效率影响很大，包括电解质温度、电解质成分、极距、电流密度以及铝水平和电解质水平等。
其中，电解质温度是影响电流效率的关键因素之一，因为在高温下，电流效率会下降，而在适宜的温度下，电流效率会得到提高。
此外，电解质成分也对电流效率有很大影响，因为电解质成分的变化会导致电解效率的变化。
除了电解技术参数外，科学技术条件对提高电流效率也至关重要。
这包括了设备维护、操作技术、工人素质等方面。
在设备维护方面，要保证设备的良好运行状态，确保设备的稳定性和可靠性。
在操作技术方面，要保证操作规程的规范性和操作流程的合理性。
在工人素质方面，要提高工人的技能水平，确保工人能够熟练操作设备。
本文以400KA铝电解槽生产为例进行探究。
在这个过程中，要注意控制电解质温度、电解质成分、极距、电流密度以及铝水平和电解质水平等参数，以提高电流效率。
铝电解槽电流效率测定方法研究
2020年第４期中国高新科技 37POWER TECHNOLOGY 电力科技铝电解槽电流效率测定方法研究张 健（沈阳铝镁设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110001）摘要：铝电解槽测定电流效率最常用的方法是简易盘存法、加铜盘存法及气体分析法。
文章通过理论分析并结合设计与生产实践，对上述3种方法的测定原理及误差产生的原因进行了分析和讨论。
关键词：铝电解槽；电流效率；测定 文献标识码：A 中图分类号：TF821文章编号：2096-4137（2020）04-37-02 DOI：10.13535/ki.10-1507/n.2020.04.12Study on measurement methods of current efficiency of aluminum electrolysis cellZHANG Jian(Shenyang Aluminum and Magnesium Design and Research Institute Co., Ltd, Shenyang 110001, China)Abstract: The most commonly used methods to measure the current efficiency of aluminum electrolysis cell are simple inventory method, copper inventory method and gas analysis method. Through the theoretical analysis and the experiences of design and actual production practices, this paper analyzes and discusses the measuring principles and the causes of errors of the three methods.Keywords:aluminum electrolysis cell; current efficiency; determination0 引言铝电解槽电流效率是在给定时间和电流内电解槽实际产铝量与电解槽理论产铝量之比。
第十二章 铝电解生产中的电流效率
第十二章铝电解生产中的电流效率铝电解的电流效率和电耗是生产中两项重要技术经济指标。
它在一定程度上反映着铝电解生产的技术和管理水平。
如何提高铝电解的电流效率，降低电能消耗历来都是铝冶金工作者是非常关注的问题。
12.1 铝的电化当量及理论产量铝电解的电解质是冰晶石和氧化铝均匀的熔融体。
电解质导电并发生化学变化时，铝就会在阴极处析出。
析出的铝金属量跟通入电解质中直流电的电流强度和时间的关系，遵循法拉第电解两大定律。
法拉第电解第一定律指出：电解质导电时，在极板处析出的物质的质量M 跟通电时间t和电流强度I成正比，或者说跟通过电解液的电量q成正比，即：M =kIt （12 -1）式中M———析出物质的理论质量，kg或g；k———叫做电化当量，kg/c或g/A·h。
物质的电化当量与物质的性质有关，即同一种物质的，电化当量是恒量，而不同种类的物质，电化当量的数值不同。
显然，如果知道了某物质的电化当量，例如铝的电化当量，又已知通电时间和电流强度，就可以根据式12 -1，求出析出的物质（如铝）的质量。
问题的关键是怎样求得某物质的电化当量。
法拉第在大量实验事实的基础上，得出的法拉第电解第二定律指出：物质的电化当量跟它的化学当量成正比。
某种物质的化学当量是该物质的摩尔质量m 跟它的化合价n的比值，其单位为kg/mol或g/mol。
铝的摩尔质量m 为26.98154g/mol，铝的化合价n =3，所以铝的化学当量m /n =26.98154/3 =8.99385 g/mol。
法拉第电解第二定律表示为：k=1/F·m/n （12 -2）式中：F———法拉第恒量，对于任何物质都是相同的，实验测量的结果表明，F=96484.56C/mol。
式中1/F 表示的是电化当量跟化学当量m /n成正比关系的比例常数。
我们知道，如果某一截面导体所通的电流强度为1安培，那么每秒钟所通过的电量应为1 库仑（C），1 库仑电量等于1 安培秒，即1/3600 安培小时。
铝电解工艺条件与电流效率的关系研究
一
般认 为 ，电解 槽在 较 高 的工作 电压下 运行 ， 容 易
低而降低 ， 但降低 幅度明显减小 。 然而 ， 如果电解
温度过低 ， 氧化铝溶解速度减慢 ， 槽底易产生沉淀 ，
电解 槽 稳定 性变 差 ， 同时 ，电解 质 导 电性 能 变差 ，
获得较高的电流效率 ， 主要原因是 ， 工作 电压较高
度；
来， 就一直把降低能耗放在所有技术研究工作 的首
位 ，通 过科 技 攻关 ， 取 得 了一 系列科 技 成果 并 获 得
（ ３ ）电解温度过高 ，可能会使槽 帮结壳熔化 ，
电解质分 子 比升高 ，氧化铝浓度和 电解质水平上
升 ，铝水 平 下 降 ，阴极 铝 液 面积增 加 ，阴极 平均 电
热度的电解槽 中， 往往也能在高 电解温度条件下获 得高电流效率。 １ ． ２ 过热度与电流效率 的关 系 过热度是影响电流效率 的主要 因素之一。 控制 较低窄的过热度 ， 是取得较高电流效率 的必要条件 之一 。 如果过热度较高 ， 铝液与电解质液面的表面
张 力减 小 ， 铝 在 电解 质 中 的溶解 度 增大 ，铝 的二 次
提高后 ， 也具备其有利的一面， 那就是提高电解质
温度就意味着提高 电解质的导 电性能 ， 并使阳极和
阴极炭 质 导 电体 的 电阻降 低 。因此 ， 在 相 同的槽 电 压 时 ，会 使极 距 增加 ，这 有利 于 电流 效 率 的提 高 。
此外 ， 在具有 良好的控制策略 、 热稳定性能和低过
电解质成 分、 炉帮厚度 、 铝 水平等电解铝作业条件 与电流效率的关 系， 为在现行条件 下我 国铝 电解工业获得 良好效
益提 高理 论参考。
铝电解电流效率与阳极电流密度的关系
铝电解电流效率与阳极电流密度的关系
铝电解是一种用于生产金属铝的工业过程。
在铝电解过程中，铝金属是通过阳极溶解并在阴极上沉积的。
阳极电流密度是指在铝电解槽中阳极表面上通过的电流量的大小，而铝电解电流效率是指通过电解过程转化成金属铝的电流量与通过电解槽输入的总电流量之间的比例。
阳极电流密度对铝电解电流效率有一定影响。
一般来说，随着阳极电流密度的增加，铝电解电流效率会减小。
这是因为较高的阳极电流密度会引起电解液在阳极表面的过电势增加，从而增加了电解液的电解反应速率，导致了一些非铝金属离子的氧化和阳极的腐蚀。
这些非铝金属离子的氧化会导致电流不经过还原反应，从而降低了铝的电解效率。
另外，大的阳极电流密度还会引起阳极泡列的扩展，降低了阳极与铝液的接触面积，导致了铝的电解效率的降低。
因此，为了提高铝电解的效率，需要控制适当的阳极电流密度，避免过高的电流密度引起的氧化反应和阳极泡列扩展。
此外，还需要采取一些措施，如使用适当的电解液成分和控制电解温度等，以进一步提高铝电解的效率。
探讨电解铝节能降耗措施探究
探讨电解铝节能降耗措施探究摘要：电解铝属于高耗能产业，由于当前我国电力供应存在电力供应紧张的相关问题，尽管国家已经开始逐步实施了调控方案，电解铝行业的生产获得相应的控制，但是该产业仍旧属于高耗能产业。
与此同时在，高耗能产业整体发展的环境中，仍旧需要突破与完善的问题为，保证该产业经济效益的同时，提升其节能良好的能力。
关键词：铝电解；节能降耗；措施1、电解铝时电流效率降低的因素1.1铝的二次反应所谓“铝的二次反应”，是指槽内阴极上已经析出的铝水，一部分又溶解到电解质中，经扩散转移到阳极附近，被阳极气体氧化造成的铝损失，称为铝的溶解与损失，即“铝的二次反应”，这就是电流效率降低的本质和主要原因。
其反应式：2AL（溶解的）+3CO2（气）=AL2O3（溶解的）+3CO（气）[1]。
1.2 一些离子在阴极上放电耗电在铝电解过程中，一些离子，例如钠离子等会在阴极上放电，从而使耗电量增大，使电流效率大大较低，一般情况下，这一现象发生在分子比较高的时候。
1.3电流空耗电流空耗指的是三价铝离子放电不彻底，以及电解质时的五价钒离子、五价磷离子、四价钛离子等高价离子不彻底放电后就会产生一些相应的低价离子，这些低价离子会再次被电解质转移到阳级空间，氧化成高价离子，这一过程无疑降低了电流效率。
1.4其它损失包括槽内生成AL3C4、熔盐中水分和杂质的电解、出铝和铸造过程中的铝损失等[2]。
2、铝电解节能降耗措施2.1利用信息技术控制电解槽极距通过上述分析可知，电解铝在实际的生产朱红小号的能源数量较大，影响电解铝节能降耗因素主要被分成两个方面：一方面为槽平均电压，另一方面建则为电流的流通效率[6]。
因此，若想保证电解铝节能降耗的质量，企业可以从上述两种因素处着手，寻找其他的解决途径。
2.2保持较低的炉底降压电极槽的集聚对于槽电压的影响较大，这主要是因为槽电压的高低与极距的高低有着重要关联，槽电压升高，极距必然处于升高状态。
与此同时，电解铝的能量消耗情况也随之上升。
电解铝电流效率
电解铝电流效率1. 介绍电解铝是一种常用的金属生产工艺，可用于生产铝及其合金。
其基本原理是将铝矾土经过电解反应转化为纯铝。
电解铝的电流效率是评估电解过程质量的重要指标。
本文将详细介绍电解铝的电流效率，包括定义、影响因素、提高方法等。
2. 电流效率的定义电解铝的电流效率指的是电解过程中，实际产出的纯铝质量与理论计算的纯铝质量之间的比值。
理论计算的纯铝质量是根据电流、反应时间和铝的电化学当量计算得出的。
电流效率的计算公式如下：电流效率 = (实际产出的纯铝质量 / 理论计算的纯铝质量) × 100%电流效率的数值通常在80%至95%之间，高效率的电解过程意味着更经济高效的铝生产。
3. 影响因素电解铝的电流效率受到多种因素的影响，下面将介绍几个主要的影响因素：3.1 电解质的纯度电解质的纯度对电流效率有显著影响。
电解质中的杂质会导致副反应的产生，从而降低电流效率。
为了提高电解质的纯度，需要加强原料的净化工作，确保电解质中各种杂质的含量达到规定标准。
3.2 电流密度电流密度是指单位面积上的电流量。
电流密度过高会导致电解液中铝离子的浓度降低，从而影响电流效率。
虽然提高电流密度可以增加铝的产量，但过高的电流密度会增加能量消耗和设备磨损，同时增加副反应的可能性。
因此，合理选择电流密度很重要。
3.3 温度温度对电流效率也有一定影响。
一般情况下，提高温度可以提高电解液的电导率，促进电解反应的进行。
但过高的温度会增加电解液的蒸发量和能量消耗，同时也会增加设备的磨损。
因此，需要在合适的温度范围内控制电解过程。
4. 提高电流效率的方法为了提高电解铝的电流效率，可以采取以下方法：4.1 优化电解质配方通过优化电解质的配方，可以减少其中的杂质含量，降低副反应的可能性，提高电流效率。
可以通过改变电解质中的添加剂比例、调整电解质的pH值等方式实现。
4.2 控制电流密度合理选择和控制电流密度，可以使铝离子在电解液中的浓度保持在一个适宜的范围内，提高电流效率。
浅析影响电解铝电流效率的因素及影响程度
浅析影响电解铝电流效率的因素及影响程度摘要：在进行电解的过程中实际形成的铝的产量与同样环境下铝的理论产量之间形成的比值被称为电流效率，在特定的生产环境下，电流的效率在一定程度上将直接决定了铝的实际产量。
电解铝在生产的过程中，电流效率属于其中一项非常重要的参考指标，并且在一定程度上直接体现出了电解铝生产的效率以及水平。
主要是因为在进行点解的过程中，金属铝需要在阴极条件下才能形成，同时其金属铝的完整性可能还会受到很多外界因素的影响，这就导致电流效率很难实现较高的比值，通常情况下，实际的生产总量一直要低于理论产量。
目前，国外一些发达国家所采用的铝电解技术的电流效率可以达到93%~95%之间，由此可以看出，要想有效提高电解铝的电流效率，相关人员就必须加强对点解工艺的研究力度。
本文结合电解铝实际的成产过程中，然后对影响电解铝电流效率的因素以及影响的程度进行了分析，并针对其中存在的问题提出了有效提升电流效率的解决措施，希望能为相关的工作人员提供一定的参考依据。
关键词：电解；电流效率；影响因素；分析；控制1影响电流效率的主要因素在进行电解的过程中，影响电解铝电流效率的主要因素主要包括了以下几个方面:一是铝的溶解与再氧化性受到了一定的损失;二是铝在一定程度上存在不完全放电性;三是会受到外界离子放电的影响;四是水的电解影响。
在实际的产出过程中除了机械的安全性会受到一定的影响之外，铝的损失与电解条件之间有着分不开的关系，比如电解时的温度、电解质组成元素、极柜、铝液以及电流的密度等，这样电解条件在一定程度上将直接关系到电解铝的产出状况。
1.1电解温度对电流效率产生的影响电解铝在生产的过程中，除了直流电在经过回路的过程中会对电能造成一定的影响之外，还存在一部分补充电解在成产的过程中因为散热而造成一定的损失。
剩余的部分可以使熔体中的ALF4-离子产生一定的还原反应，其反应为ALF4-+3e=AL+4F-。
在实际的电解铝成产过程中，在相同的电解环境中，除了以上的氧化还原反应之外，在同一时间进行的还有以下几种反应:正是因为发生的这些反应，导致电流效率一直得不到有效的提升，并且在温度比较高的环境下，这些反应会变得更加的剧烈，这就说明高温不利于电流效率的有效提升。
提高铝电解电流效率的生产实践分析
提高铝电解电流效率的生产实践分析摘要：随着铝工业的不断发展，我国对于铝电解技术的操控有了更高的要求。
铝工业的快速扩张升级，需利用各项技术严格控制铝电解电流总工序、极距、磁场设计等多方位的因素提高电解电流的效率，从而降低能耗，节约生产成本。
但是铝电解涉及的工艺技术繁多复杂，如果能找出影响电流效率的关键工艺参数并进行优化，将会进一步实现生产效益的最大化，所以本文主要探讨铝电解电流效率的提升方法，寻找最优工艺参数匹配的问题，进行深入的研究。
关键词:铝电解电流效率；生产实践；提高效率；分析1、电流效率的影响因素及分析1.1电解温度、过热度分析电解槽的过热度、电解温度均可对电流效率产生严重影响，铝在电解质中的溶解度及溶解后的铝溶液的扩散速度均受温度影响，低温可以降低扩散到阳极氧化区的速度，减少电流效率的损失。
当电解槽运行稳定时，尽可能的维持较低的电解温度，一般可以获得最好的电流效率，有研究表明：电解时每降低10℃，将提高电流效率达1%～5%。
电解质的初晶温度决定了电解温度的大小，并且要确保电解过程能够顺利进行，电解质初晶温度与电解温度差值即为过热度，一般至少为5℃，否则就会导致电解质粘度和密度增大，电解质浓缩、氧化铝溶解度降低、导电率下降。
这时会使电解槽内产生大量沉淀、槽底电压降增加。
有可能会混淆铝液和电解质熔体相，加剧铝的溶解氧化损失，使电流效率急剧下降。
因此，向电解槽内添加适量氟化锉、氟化镁，改善电解质的组成，均可降低电解质的初晶温度，进而维持电解槽在低温状态运行[1]。
1.2电解质成分对电流效率的影响氧化铝浓度对电流效率的影响。
氧化铝浓度过高，悬浮的Al2O3颗粒增多，这不仅影响电解质导电度，而且容易形成炉底沉淀，影响电流效率。
氧化铝浓度过低，不仅电解质中反应的Al3+浓度减少，而且易造成阳极效应，加大铝的溶解和氧化损失，降低电流效率。
目前，国内外中心大型预焙槽生产，大多把氧化铝浓度选择在1.5%～3.5%。
影响电解槽电流效率的因素分析
影响电解槽电流效率的因素分析电流效率是铝电解生产过程中各项工艺技术指标的综合反映，是铝电解生产过程中一项重要工艺指标，决定了铝电解槽的电耗和产量。
影响铝电解槽电流效率的因素是多方面的，本文择取几点关键因素进行分析，便于铝企对症下药。
一、电解质温度目前工业电解槽电解质温度一般保持在940~960℃之间。
电解质温度升高将导致已经电解出来的铝在电解质中的溶解度增大,溶解后扩散速度加快,增加铝的损失,降低电流效率。
据试验测定电解质温度每升高10℃电流效率降低1~2%。
反之电解质温度过低时电解质发粘，铝与电解质的分离不好，氧化铝溶解度降低,槽内沉淀增多,电阻增大,电压上升,最终导致由冷槽转为热槽,同样电解效率也会降低。
因此在不破坏正常生产的热平衡条件下,保持低温操作是提高电流效率的关键,正常生产的电解质温度比电解质的初晶温度高15~20℃，降低电解质温度的有效方法是降低电解质的初晶温度,初晶温度的降低可以采用弱酸性电解质和适当添加氟化钙、氟化镁、氟化锂等添加剂来实现。
二、槽电压与极距在其他条件不变的情况下，槽电压的大小就表示极距的高低,在温度不升高的条件下，极距增加，电流效率提高，但极距足够大时，再增加极距，电流效率提高就不够明显。
而且因极距增加，电解质电压降增大,槽电压升高,电耗增大，槽温升高,反过来影响电流效率。
因此,不能单纯用提高电压的办法来提高极距,而应通过改善电解质成分，清洁电解质，降低电解质的比电阻等办法来提高极距，-般情况下电解槽的极距在4~5cm之间。
三、电解质成分比影响（一）分子比的影响电解质分子比＞3时，一方面由于加强了铝自氟化钠中取代钠的反应，另一方面氟化钠过剩又大大增加了钠离子放电的可能性，再者电解质初晶温度高，因此，电流效率降低。
分子比＜3时，电解质的初晶温度低，可降低电解温度，钠离子在阴极上放电的可能性小，增加铝液同电解质异面的表面张力，减少铝在电解质中的溶解度，对提高电流效率有利。
铝电解生产的阴阳极过程及其电流效率问题探析
３ 阳 极过 电压 ）
实验证明 ： 阳极过电压与阳极 电流密度有直接的关系 。当电流密
氧离子只在炭极表面活性区域放 电， 氧与炭稳定生成 ｃ ， 且 ０， 放电 反应。这是Ａ ：Ａ ： － １ ，Ｉ ， 等离子由 Ｆ ＦＦ 熔液的对流和扩散而带至阴 度小时 ．
生成速率大 ． 几乎没有 阳极过电压 ； 当电流密度增大时 ， 氧离子 的一部 分会在炭极上 活性 区域较小处放 电并形成稳定性 不太 好的 中问炭氧 成 。在低分子 比的电解质中可 能发生 的反应。 配合物 ｃＯ 它需要提供额外的能量 ， 于是 出现 了阳极过电压 。阳极过 ￣＝ ＋ ｌｉ ／ Ａ Ｆ＋ ｅ Ａ＋ Ｆ Ｉ４３ ＝ Ｉ４ （ ） 电压 与阳极 电流密度之间 的关 系可 用塔 菲尔方程式 表示 ：．ａ ｂｇ． １ 式 中 仉 为阳极过 电压 ， ｉ Ｖ；为阴极电流密度 ， ｍ：ａ和 ｂ为塔菲尔常 Ｍｃ ； 在分子 比接近 ３时， 可能发生一 ＦＮ反应 ： ３— — — 数。 Ａ１ ＋ ｅ Ａ＋ Ｆ ３＝ Ｉ６ （） ２ ４ 阳极效应 ） 也可采用力学计算。假设在 阴极上生成铝 的反应式为 ： 阳极效应在铝电解过程 中是一种常见的、 明显 的、 电化学现象。 但 Ａ ２ ３ ）３２ （）２ ＋ ／ Ｃ ２ １０ （ ＋ ／Ｃ 目＝ Ａ１３ ２ Ｏ（ ） ‘ （） ３ 它并不是铝 电解过程所独有 的．在其它一些熔融盐 电解 的过程 中 。 也 生成钠 的反应式 会出现类似 的现象。 铝电解槽发生 阳极效应时 ， 四周有火花放电 ， 阳极 ６ （液＋ Ｉ ３ 液＋ ／Ｃ固＝ Ａ （液＋ ／Ｃ ￣ ＋ Ｎ （） Ｎ Ｆ溶 ）Ａ２ （ ）３２ （】２ ｌ 溶 ）３２ ０ （ ６ ａ （ ） 伴随着轻微 的噼啦声 ． 电压 由 ４ ４５ ０溶 气） 气 ４ 槽 —． Ｖ升 至 ３ — ０ ０ ５ Ｖ。工业电解槽 发 在工业 电解槽 电解质的组成 和温度变化范围内 ． 可按下式进 行计 生阳极效应常 因槽 内氧化铝浓度下降到一定的程度所致 。 在实验室研 算上述两反应的电位差值 究中用临界 电流密度（ ． 来表示阳极效应发生的程度 。 大 ， ｄ） ｄ 临 ｌ 则阳极 △ Ｅ＝ 一 Ｅ６ Ｅ５ 效应不 易发生 ： 反之 ． 则阳极效应容易发生。此外 ， 影响阳极效应的因 熔体温度 ， 电解质的对流状态和组成 ， 炭素 电极 的表面性质和 Ａ ５△Ｇ— ｎ （ 一＾／ Ｇ一 ６ ｎ № ｌ ４ ） （） 素还有 ： ５ 形状等 极， 络合 阴离子 中的 Ａ 阴极 吸引而挣脱 出来 ． １被 并在 阴极上放 电． 生
低电压下铝电解槽提高电流效率的研究
分子 比。 目前 ，大部 分铝 厂 为 了适 应 低 电压技 术 的 实施 ，往往 采用 ２２ ２４ 右 的分 子 比 。 ．～ ．左
（） 它氟化 盐含 量 。向工 业 电解 质 中加入 Ｃ Ｆ ２ 其 ａ、
Ｍ Ｆ ＬＦ 添加 剂 ， 以有 效 降低 电解 质 的初 晶温 ｇ 、 ｉ等 可
大 后 ， 面 临越 来 越 大 的资 源和 能 源危 机 ，综合 能 正 耗 已成 为 影 响 电解 铝 企业 生存 和 发展 的关 键 因素 。 根 据 国外 经验 和 近 几年 来 的技 术 进 步 ， 内大部 分 国 电解 铝 企业 采 用 了低 电压 工艺 技 术 路线 ， 力求 降 低 电解槽 的综 合 能 耗 ，实 现企业 利 润 最 大化 。但 随着 电解 槽 工 作 电压 的降低 ， 何 保持 或提 高 电解 槽 在 如 低 电压 工作 状 态 下 的 电流合 的节 能效 果 ， 降低 电压 的过 程 中要 寻 找 在
作 者 面前 的一 个 主 要研 究 课题 。 文根 据 低 电压 技 本 术 特点 ，从 电解槽 设 计 、工 艺 条件 保 持 、高 电流 效 率特 征 和操作 管 理等 诸 多方 面分 析 了影 响 电流效 率
的 主要 因素 ，并 根 据 实 际生 产 提 出有 效 的改 进 措
关 键 词：铝 电 解 电流 效 率 低 电 压 保 温 性 设 计 新 型 结 构 电 解 槽
１ 前 言
中 国铝 工业 在经 历 了数年 的蓬 勃发 展及 迅速 壮
特别 是 角部 容易 出现过 于 肥 大 的现象 ， 成 阳极 安 造 装 困难 ， 生 顶 断 阳极 导 杆 情况 。因此建 议 电解槽 产
２ 突破 电解 槽 设 计 理 念
铝电解工艺参数对金属设备电流效率的影响
154管理及其他M anagement and other铝电解工艺参数对金属设备电流效率的影响张素芬（东北大学设计研究院（有限公司），辽宁 沈阳 110166）摘 要: 现代社会电解铝工业科技含量迅速增加、自动化水平提升，低耗、高产、环保、低污染成为电解铝企业的发展目标，而提高电流效率则成为关键。
基于此，提出铝电解工艺参数对金属设备电流效率的影响，先后介绍低极距、氧化铝浓度、铝水平和电解质水平以及楷膛内形对金属设备电流效率产生的影响。
关键词：铝电解；工艺参数；金属设备；电流效率中图分类号：TF821 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）11-0154-2收稿日期：2019-11作者简介：张素芬（1970-），女，安徽宿县人，本科，工程师，研究方向：有色金属冶金。
现代铝电解工艺追求的技术目标之一就是尽量减少电能损耗，有关这方面的努力除了需要优化电解槽设计、加大电解槽容量以外[1]，研究范畴已经扩大到应该怎样优化技术条件以及选择合适的工艺参数等方面。
铝电解的相关从业人员都了解，影响铝直流电能损耗的因素主要有两个，即电流效率与平均电压。
而对极距、电解质成份、槽膛内形等技术参数进行优化对提高金属设备电流效率以及降低平均电压均有着不容小觑的作用。
1 低极距对电流效率的影响铝电解槽坚持低极距的主要功用，国内外有关著作专门作过集中讨论，按照某乡铝厂80kA 和100kA 侧插自焙槽的实践经验认为，在其他技术参数比较理想的基础下，铝电解槽坚持较低的极距对提高金属设备的电流效率和降低平均电压有一定程度的作用。
可是保持低极距需要以两极发挥良好、槽膛内形完整、铝水平与电解质水平适宜调配为前提条件[2]。
在工业铝电解槽中，强大的电磁力导致铝液在电解质一铝液临界面发生震荡，铝液震荡的危害之一就是导致大量铝发生迅速溶解、氧化过度，这就是铝电解槽不得不始终坚持较低极距运转的主要原因。
以往的认知认为侧插自焙槽的极距绝对不可以小于5Cm，近年来国内外有关电铝工厂和科研机构借助实验研究以及工业实验等途径已经得出不同看法，普遍认为铝发生再氧化反应的地点主要是位于阳极下面2——5cm 处。
电解生产中各工艺参数的关系
4）.两水平
◆铝水的作用： ①作为阴极，防止铝在碳阴极表面上析出 ②传导阳极中心热量，调节热平衡 ③削弱电磁力稳定磁场 通常我们认为，适当提高铝液高度，可有效降低水平 电流，同时电解槽热容存储能力增强，可提高电解槽热稳 定性，从而提高电解槽电流效率。但是，过高的铝液水平 可能会造成槽侧部通过铝液层散热增加，易导致槽底沉淀 产生，增加槽帮结壳伸腿的厚度。 ◆电解质的作用： ①阴、阳极之间的导体 ②电化学反应的区域 ③电解槽热稳定的基础
◆过热度：控制较低窄的过热度（8--15℃），是获 得较高电流效率的必要条件。如果过热度较高，铝液与电 解质液面的表面张力减小 ，铝在电解质中的溶解度增大 ， 铝的二次损失就会增加，电流效率降低；但如果过热度过 低 ， 则会导致电解质发粘 ，电解质导电率下降，极距缩 小 ，另一方面 ，氧化铝的溶解性能变差 ，电解槽发冷， 槽况变差，电流效率也会降低。
五、我厂的工艺参数设置及要求
6）.效应系数
科学合理地利用阳极效应是保证电解槽正常生产的重要手段，同时 也能提高电流效率。利用效应可以校正氧化铝浓度，清洁电解质，清 理炉底沉淀，均衡电解槽各部位温度的，规整炉膛的作用。但效应也 对稳定生产破坏很大，效应发生时，电解温度迅速上升，炉帮熔化变 薄，增加了侧部硅砖被浸蚀的可能性，而且温度和炉帮要1小时左右才 能恢复正常值。有实验表明：当效应系数为1.0时，电流效率降低0.6---0.8%，直接增加能耗200KWH,考虑到电流效率的同时降低，一个阳 极效应（3分钟）会增Байду номын сангаас吨铝电耗300KWH。
2.电解槽电解质电压。电解槽的电解质电压，即极距电 压，一般在1.3V—1.8V之间，主要受电流强度、电解质温 度、电解质成分、极距高低影响。 3.电解槽气泡电压。一般来说，阳极下的气泡压降约为 150mV—250mV。 4.电解槽阳极组电压。电解槽的阳极组电压包括：夹具 压接压降、阳极导杆压降、阳极爆炸焊块连接压降、钢爪 压降、铁炭压降以及阳极炭块压降。 5.电解槽阴极电压。电解槽的阴极电压包括：阴极炭块 压降、炭块与阴极钢棒连接压降、阴极钢棒压降。 6.电解槽母线电压。电解槽母线压降包括：钢棒与阴极 母线过渡压降、阴极母线压降。
提高铝电解电流效率、降低电耗的指导思想和工艺控制要点
提高铝电解电流效率、降低电耗的指导思想和工艺控制要点摘要：为了强化铝电解电路效率、降低电耗，因此本文以实践经验作为入手点，提出在生产过程中强化电流效率、降低电耗的指导思想以及工艺控制要点，希望为相关人员带来一些参考。
关键词：铝电解电流效率；降低电耗；工艺控制针对电流效率而言，其实际上是铝电解生产中不同技术指标的总体性反应，是一项铝电解生产工作中的核心工艺指标，更是针对电解生产工作质量进行衡量的主要标志，同样是明确电解槽产量、电耗的核心因素。
能否在铝电解生产工作中，实现电耗的降低和电流效率的提升，是行业内共同关注的工艺要点，其是一项关乎到设备、设计、工艺、检修等多个方面的系统性问题。
一、提高铝电解电流效率、降低电耗的指导思想和工艺控制要点（一）低电解温度如果电解质温度相对较低，则其密度、粘度会提升，并且电解质与铝液之间无法分离，同时阳极气体也很难有序排出，并且槽膛相对较低，伸腿伸长[1]。
同时如果电解质溶解氧化铝的能力下降，则其槽底的沉淀会大幅度提升，并且电解槽的底部区域很容易结壳，阳极区域的效应系数也持续提升。
由于分子比下降，则其电解质会大幅收缩，在严重情况下可能导致滚铝问题的出现，最终发生病槽情况，致使后续生产混乱，并且生产过程中的各项指标大幅降低。
由于电解质温度提升，也同样会导致金属铝出现损失情况，致使电流效率受到影响，甚至会融化槽膛，提升物料消耗，病槽情况频繁发生[2]。
这也意味着，此处应将温度作为核心控制，确保电解槽始终处在合理的温度控制范围内，这对于电流效率的强化而言有一定益处。
针对电解温度来说，其将带给电流效率十分直接性的影响，其会在很大程度上影响到铝在电解质内的溶解度，尤其是针对溶解率的扩散速度来说，由于其在阳极氧化区域内的扩散速度相对较快，因此电流效率的损害也就越严重。
在电解温度提升的情况下，熔体内铝的溶解率也会大幅提升，也就是铝液界面上电解质铝浓度C2会增大[3]。
熔体自身黏度降低，这也意味着电解质循环速度将提升。
电解铝电流效率
电解铝电流效率
电解铝是一种通过电解铝矿石制备的重要金属。
电解铝的工业生产需要大量的电力和化学品，因此，提高电解铝的生产效率至关重要。
电流效率是衡量电解铝生产效率的重要指标之一。
电流效率指的是在电解铝生产过程中，电流直接转化为所需的铝金属的比率。
电流效率越高，生产过程中的能耗和化学品消耗就越少，生产成本也随之降低。
要提高电解铝的电流效率，需要采取多种措施。
首先，需要优化电解槽的设计和操作，以提高电流效率和铝的纯度。
其次，需要控制电解槽中的温度、浓度和氧化还原状态等参数，以确保最佳的生产条件。
此外，还需要使用高效的电解质和电极材料，并对废气和废液进行回收和再利用，以减少资源浪费和环境污染。
在全球范围内，电解铝生产已成为重要的能源和环境领域的研究热点。
未来，随着科学技术的发展和社会对环境保护的要求不断提高，电解铝的电流效率将成为更加重要的研究和发展方向。
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浅析关于铝电解槽电流效率的提高
浅析关于铝电解槽电流效率的提高摘要：本文对于影响电解槽电流效率的因素进行分析，，对提高电流效率的主要措施进行介绍，并结合现代铝电解工艺探讨了提高电流效率的主要途径，指出研发方向．关键词：铝电解槽；电流效率；提供1、前言所谓国民经济发展的基础产业，电解铝是高耗能产品．近年来电解铝发展迅速，经过技术进步，电能效率提升，每生产l t电解铝综合交流电耗大大降低，但是能耗仍然较大．随着国家国家节能减排政策和措施的实施，铝生产应该加快了结构调整步伐，积极探索降低电耗的技术方法．近年来有色行业的科技创新活动不断发展，电解铝领域的技术也正在进行研究开发，促使我国铝电解水平提升．同时由于国内出现电力紧张的现象，用电形势不容乐观．电解铝等行业实行差别电价，取消优惠电价措施，使电解铝企业必须要增强电流效率，从而完成节能降耗、节约用电成本．但是由于(1)国内电解槽的设计经验不足，对于热平衡设计不够；(2)国内的半石墨质阴极阴极材料，导致压差较低；国内电解槽电流效率与国外相差2较大，直流电耗高；(4)国内铝土矿品位低，造成电流效率较低．因此必须针对以上因素，提升电流效率、采取多种措施降低了铝电解槽单耗．2、影响铝电解槽单耗因素2．1工艺因素2．1．1电解温度铝电解温度是由初晶温度决定的，因为电解质成分不同，所以初晶温度并不相同，工业上常用电解质成分为NaF6+ A1F3+CaF+MgF2+ A1203，组分比例不同，导致初晶点变化．在已有的研究中发现，电解温度每降低10℃，工业铝电解槽电流效率提升1．5％．而且电解铝的工艺也与温度有关．液态铝主要以4种方式存在于电解质熔体中包括物理熔解、化学熔解、置换反应以及电化学反应．随着熔体中氧化铝浓度的增加，铝的熔解度降低，而且随着熔体温度的升高铝的熔解度有所增加．当达到溶解饱和后，由于电解过程熔体中存在有CO，熔解铝会逐渐氧化，点解平衡遭受破坏，导致电流效率降低．铝的熔解主要是：金属铝发生熔解反应；熔解铝扩散；熔解铝进入电解质；熔解铝被氧化．由于铝液和电解质交界面的浓度很大，因此溶解过程不可控制．而且熔解铝与CO反应速度快，影响了反应过程的控制性．温度升高时，引起铝损失增多，电流效率较低．2．1．2氧化铝浓度有关A12O3影响电流效率的机理研究中，低A12O3电解时，悬浮的A12O3颗粒，阻碍铝溶解，电解质的CO溶解度降低，表面张力增大，再氧化机率降低，能够提高电流效率．多数研究结果表明，A12O3降低能够提高电流效率，因此在电解槽设计中，A12O3浓度为1,5％-3．5％，电流效率相对较高．2．1．3分子比分子比对电解温度产生作用，从而影响电流效率．在工艺中，采用低分子能够降低初晶温度．同时采用过量A1F，能够增加电解质液和铝液界面张力，抑制电解铝损失和钠的析出．相关研究指出，电流效率随着分子比减少而升高，当分析比减少0．1时提高0．5．但是，分子比应该在适度的范围内，过低的分子会导致A1F消耗增加，而且导致槽电压提高，电解铝溶解速度下降．因此，在进行分子比设计时必须进行综合分析．比如在160kA电解槽设计时，分子比控制与槽电压设定相适应，设定电压应随着分子比每降低0．1时提高50mV．2．1．4铝水平与电解质水平在对铝电解槽的计算机仿真技术中，铝电解槽中铝水平也会对电流效率造成影响．研究中，铝水平会影响槽帮结壳，生产时保持最佳铝液，能够形成较小的铝液镜面和较规整的槽膛，且槽膛底部电流分布也较好．因此在铝电解工业生产中，应当保持19~21cm铝水平，在冬季与夏季的最佳铝水平会有所变化．在相关的研究中，铝电解槽的电解质水平每提高lcm，电流效率会增加0．3％左右．因此电解质水平的提升，能够使电解槽的稳定性提升，通过对电解温度变化进行平衡，增强电解槽的热稳定性．但是过高的电解质水平会对残极高度以及阳极气体的排除造成影响，同时电解槽水平会产生过度扰动，以及电解质的损失．因此在国内的工艺中，通常保持电解质高度为20-22cm．2．1．5阳极效应系数在铝电解过程中，阳极效应期间会使电解质产生较大的扰动、温差增大、导致整体温度提升，从而使电流效率降低．但是取消阳极效应的工艺流程，则会造成铝的溶解加速，降低电流效率．因此，必须将阳极效应系数保持在较低的水平，从而提高电流效率．2．1．6极距和槽工作电压在关于铝电解槽的研究中，极距增大能够使电解质的搅动减轻，从而减少铝损失．但极距超过了一定程度时时，电流效率的影响会变小．同时在电解槽上电流效率随着极距降低有加大的减小，因此综合考虑极距的影响，工业生产中极距应该保持在4．4cm左右，一般保持不变．足量的电解质液体不仅可以提高电解槽造成影响，一般电压保持在恒定值，但是当其他的工艺参数变化时，槽工作电压应该发生变化．2．2设计因素2．2．1电流强度根据公认的电流强度的理论关系式中，当单位阴极面积的金属损失量得到有效控制时，电流强度增大会使得电流效率随着提高，反之则降低．这也是铝电解大型化的理论依据之一．2．2．2母线配置与槽壳尺寸母线配置方式对电解槽的磁场产生关键性影响，因此铝液的稳定性会发生变化．电解槽加工距离同样会对对侧部散热产生影响，并影响铝液镜面的大小，因此母线配置方式以及槽壳尺寸大小都会对铝电解槽的电流效率产生影响3、提高电流效率的途径（1）降低电解温度因为电解温度主要对电解铝的熔解度以及扩散速度造成影响，因此降低点解温度能够有效的提升电解效率．采用生产控制降低电解温度，降低电解质分子比和使用添加剂来降低初晶温度，从而降低电解温度．（2）选择合适的电解质成分低分子比电解质有利提高电流效率，因此选择合适的电解质成本，适当的调低分子比和A1F的成分，能够提升电流效率．（3）控制氧化铝的浓度氧化铝有利于稳定生产，适当提高浓度能够提高电流效率．（4）降低阳极效应系数阳极效应系数与电解槽中槽况以及氧化铝的浓度有直接的关系，直接反映了控制技术水平的高低，因此应该降低阳极效应系数，从而提高电解槽电流效率．（5）优化极距选择极距过大或过小都是不适宜的，根据其他参数设定极距，并且对参数进行优化．（6）控制好两液水平控制好铝水平和电解液水平，使整体工艺保持在良好运行的情况下，适当的提升两液水平，能够使电流效率提高．（7）加强操作管理电解生产过程应该进行严格控制，采用科学化操作，尽可能保持槽自调能力范围内，对相关的参数进行调节．电解槽管理主要采用现代智能化控制，因此需要对操作员的操作能力、控制水平以及风险处理能力进行有效的培训，避免控制系统误判，保持电解槽顺利进行，提升电流效率．4、结论本文从铝电解槽的电流效率的影响因素出发，探讨了能够有效的提升电流效率的方法．在实际成山过程中，保持合理的温度，防止出现冷槽的同时，提升电解槽的电流效率；对于铝水平以及电解质水平进行严格控制，在避免病槽的情况下适当提升铝水平与电解液水平，保持在一定范围内；同时对于其他的相关参数进行设计．通过在保持铝电解槽正常运行的前提下，对于相关的工艺参数进行设计计算，从而进行有效的控制，保证提升电解槽电流效率，增加用电质量，降低生产成本．5、参考文献：[1] 邱竹贤．铝电解原理与应用[M]．北京：中国矿业大学出版社，1998．[2]丁吉林，田永，杨叶伟，等．大型铝电解槽添加锂盐工业试验及应用[J]．有色金属，2006(2)：27—28．[3] 边友康，等．大型预焙铝电解槽现代工艺技术条件的选择与实现[J]．轻金属，2000，(11)：34-38．[4] 梁芳慧，等．利用槽膛形状的计算机仿真技术确定，160kA预焙槽最佳铝液高度[J]．轻金属，2000，(1)：33-36。
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4.2 电解质水平对电流效率的影响
保持适宜的电解质高度可以: 保持适宜的电解质高度可以: 较好地溶解Al 保持Al 较好地溶解Al2O3，保持Al2O3浓度相对稳 减少阳极效应; 定, 减少阳极效应; 减少炉底沉淀,减少炉底压降; 减少炉底沉淀,减少炉底压降; 增加对阳极的湿润性,有利于电压稳定。 增加对阳极的湿润性,有利于电压稳定。
铝电解生产中影响电流效率 因素的研究
一. 铝电解电流效率降低的原因
1. 铝的溶解和再氧化损失
在工业率电解槽上，一般认为的溶 解损失过程分为四个步骤： 金属铝在电解质界面上发生溶解反应； 溶解的铝从交界层扩散出去； 溶解的铝进入电解质整体； 溶解的铝被阳极气体氧化。
控制 步骤
物理溶解：高温状态下的阴极铝液和 电解质的接触面上，会有析出的 铝溶解到电解质中，形成物理溶 解。 化学溶解：2Al+AlF3=3AlF ： 2Al+Na3AlF6=3AlF+3NaF Al+6NaF =Na3AlF6+
5. 极距对电流效率的影响
提高极距 铝的氧化 损失减少 电流效率提高
当极距提高到一定 程度再提高 电明 解显 温提 度高 铝 槽增 熔增 电 解大 压大 度
电流效率降低
6. 阳极效应对电流效率的影响
阳极效应是铝电解生产中一种特殊的 现象，它对电解稳定性生产破坏性极强， 现象，它对电解稳定性生产破坏性极强， 一个效应增加吨铝电耗300kWh左右， 一个效应增加吨铝电耗300kWh左右，效应 300kWh左右 后电解质温度要1 小时才能恢复正常， 后电解质温度要1-2小时才能恢复正常， 这段时间内电流效率将受到影响。 这段时间内电流效率将受到影响。
4.铝水平和电解质水平对电流效率的影响 铝水平和电解质水平对电流效率的影响 4.1 铝水平对电流效率的影响
各种槽型根据其热平衡应有一个最佳铝 水平高度，才能保持电解槽运行稳定，获 水平高度，才能保持电解槽运行稳定， 得高的电流效率。 得高的电流效率。
保持适宜的铝液水平可以: 保持适宜的铝液水平可以:
3. 其它离子的放电
钠离子放电：常在电解温度较高、 钠离子放电：常在电解温度较高、电解 质分子比较高、阴极电流密度较大、 质分子比较高、阴极电流密度较大、氧化 铝浓度较低的情况下发生。 铝浓度较低的情况下发生。 其它杂质离子放电：Fe3+、Si4+、P5+、 其它杂质离子放电 V5+、Ti4+ 等离子
4. 其它损失
电解 2H2↑+O2 水的电解： 2H2O↑ →
高 温
碳化铝的生成：4Al（溶）+3C（固）=Al4C3（固） （
其他损失
二. 铝电解生产中影响电流效率 的因素
1. 温度对电流效率的影响
电解温度对铝在电解质中的熔解度 有很大影响，特别是铝的扩散速度。 有很大影响，特别是铝的扩散速度。 电解温度升高， 电解温度升高，铝的二次反应加 剧，电流效率降低。 电流效率降低。
三．提高铝电解电流效率的途径
1
调节电解质组成，降低电解温度; 调节电解质组成，降低电解温度; 合理的控制铝水平和电解质水平; 合理的控制铝水平和电解质水平; 调整合理的极距; 调整合理的极距;
4
合理的控制阳极效应系数; 合理的控制阳极效应系数; 提高操作人员素质，优化管理质量。 提高操作人员素质，优化管理质量。
3. 电流密度对电流效率的影响
3.1阳极电流密度 阳极电流密度
生产中阳极电流受原料质量、 生产中阳极电流受原料质量、电解槽的 槽膛、槽温度、电解质成份、铝液流动性、 槽膛、槽温度、电解质成份、铝液流动性、 极距、操作等因素影响，而电流分布的变 极距、操作等因素影响， 化，将直接导致槽况的不稳定，影响到电 将直接导致槽况的不稳定， 流效率。 流效率。
3.2 阴极电流密度
阴极电流密度的变化也存在两种情况： 阴极电流密度的变化也存在两种情况： 一是系列电流强度不变， 一是系列电流强度不变 ， 阴极面积改 使阴极电流密度增大或减少。 变，使阴极电流密度增大或减少。 二是阴极面积不变，系列电流强化， 二是阴极面积不变，系列电流强化， 阴极电流密度增大或减少。 阴极电流密度增大或减少。 总的趋势是电流效率随着阴极电流密度 的增大而提高。 的增大而提高。
2.高价铝离子的不完全放电
铝电解过程中阴、阳极上发生着铝的电 阴 化学反应: 化学反应: 在阴极： +2e=Al 在阴极： Al3++2e= + 当Al+转移到阳极时，又在阳极被重新氧 转移到阳极时， 化成高价铝离子。 化成高价铝离子。即： Al+-2e= 3+ 2e=Al 这些反应反复进行，造成了电流的空耗， 这些反应反复进行，造成了电流的空耗， 降低了电流效率。 降低了电流效率。
阳极电流密度的改变有两种情况： 阳极电流密度的改变有两种情况： 一是阳极面积增大，而系列电流强度不变， 一是阳极面积增大，而系列电流强度不变， 阳极电流密度降低； 阳极电流密度降低； 二是阳极不变，系列电流强度增大，阳极 二是阳极不变，系列电流强度增大， 电流密度增大。 电流密度增大。 当阳极电流密度降低时， 当阳极电流密度降低时，铝的溶解和 二次再氧化损失减少，电流效率提高。 二次再氧化损失减少，电流效率提高。
降低分子比 使用添加剂
降低初晶温度
电解质温 度降低
提高电流效率
2. 电解质成分对电流效率的影响
2.1 铝电解质中冰晶石分子比的影响
降低 冰晶 石 分子 比
铝的溶解度下降
Na+放电减少
初晶温度下降
电 流 效 率 提 高
但分子比过低、溶体中AlF 含量过多时， 但分子比过低、溶体中AlF3含量过多时， 电流效率反而会下降。且当分子比偏低时, 电流效率反而会下降。且当分子比偏低时, 由于该槽型炉底保温效果差, 由于该槽型炉底保温效果差,很容易使电解 槽走向冷行程,造成炉底沉淀和结壳，降低 槽走向冷行程, 降低 电流效率。 电流效率。
所以， 所以，应该适当的降低分子比
2.2 氧化铝浓度的影响 氧化铝浓度过高 氧化铝浓度过高 氧化铝浓度过低 氧化铝浓度过低
影 易槽 响导 引底 电电 起沉 解度 淀 质
放 电离 的子 铝减 少
铝氧 的化 溶损 解失 和加 再大
电流效率降低
2.3 添加剂对电流效率的影响
不同的添加剂有不同的作用： 不同的添加剂有不同的作用： 的添加可以降低铝电解温度。 ①AlF3的添加可以降低铝电解温度。但增大电 解质的挥发损失。 解质的挥发损失。 的添加， ②CaF2和MgF2的添加，可以降低电解质初晶温 但增大了电解质密度和电解质粘度。 度。但增大了电解质密度和电解质粘度。 LiF可以大幅度降低电解质熔体初晶温度和 ③LiF可以大幅度降低电解质熔体初晶温度和 熔体密度。但锂盐价格昂贵。 熔体密度。但锂盐价格昂贵。
谢谢